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* * 变介质型电容式传感器 * * 电容式传感器的工作原理和特性 工作原理及类型 电容式传感器由敏感元件和转换元件为一体的电容量可变的电容 器和测量电路组成，其变量间的转换关系原理如图所示。 由物理学可知，当忽略电容器边缘效应时，对图示平行极板电容器，电容量为 + S r d _ * * 变介电常数式电容传感器 介质变化型电容传感器的极距、有效作用面积不变，被测量的变化使其极板之间的介质情况发生变化。 主要用来测量两极板之间的介质的某些参数的变化，如介质厚度、介质湿度、液位等。 * * 介质变化型电容传感器结构 * * 3.变介质型电容式传感器 电容式液位传感器结构原理图与等效电路 电容式液位传感器 图示同轴圆柱形电容器的初始电容为: 测量时，电容器的介质一部分是被测液位的液体，一部分是空气。 设C1为液体有效高度hx形成的电容，C2为空气高度（h-hx）形成的 电容，则： 由于C1和C2为并联，所以总电容为: * * 可见，电容C理论上与液面高度hx成线性关系，只要测出传感器电容C的大小，就可得到液位高度。 另一种测量介质介电常数变化的电容式传感器结构如图。设电容器极板面积为S，间隙为a，当有一厚度为d，相对介电常数为? r的固体介质通过极板间隙，相当于电容串联，因此电容器的电容值为： * * （1)若改变固体介质的相对介电常数 ， 则有电容量的相对变化为: 其中， ，为灵敏度因子，随间隙比d/(a-d)增大 为非线性因子，随间隙比d/(a-d)增大而减小。 而增大； * * （2）若传感器保持? r不变，改变介质厚度，则可用于测量介质厚度变化，此时 其中， ，为灵敏度因子和非线性因子。 * * 可见，电容C理论上与液面高度hx成线性关系，只要测出传感器电容C的大小，就可得到液位高度。 另一种测量介质介电常数变化的电容式传感器结构如图。设电容器极板面积为S，间隙为a，当有一厚度为d，相对介电常数为? r的固体介质通过极板间隙，相当于电容串联，因此电容器的电容值为： * * （3）若被测介质充满两极板间，则d=a，此时初始电容为 ，则， ,即 若 可见， 与?? r 成线性关系。测量液体介质介电常数的变化即属此情况，如测原油含水率。 * * 谢谢观看